汽车顶板塑性成形模具设计

摘 要 对零件进行工艺性分析后，制定合理的工艺方案为：落料——拉深——修边——翻边。

关键词 落料；拉深；修边；翻边

中图分类号：TG316 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-034-02

1 零件的引入

零件为金杯1020柴油卡车汽车顶板，材料为08Al，料厚1，大批量生产，同时要求制件曲面形状，产品达到尺寸要求，成形后表面光滑平整，表面无裂纹、褶皱。

2 工艺性分析

2.1 材料分析

08Al钢板，板厚1。该种材料具有较好的强度，较高的塑性变形能力。

2.2 零件形状分析

从顶板零件图测量，顶板沿拉深方向高度为125，属于浅拉延。

2.3 尺寸精度分析

尺寸精度要求为一般精度，满足尺寸精度要求。

3 工艺方案的确定

对零件进行工艺性分析后，制定合理的工艺方案为：落料——拉深——修边——翻边。

4 工艺补充

4.1 确定压料面

顶盖零件周围大部分具有法兰面的性质，确定为压料面的一部分，选择压料面形式为曲面形状，与法兰边缘相匹配，减少了浪费，简化了拉深件。

4.2 拉延筋

由于顶板件前半部分拉深深度较深，右半部分拉深深度相对较浅，为了控制金属的流动，防止形成滑移线，在顶板右半部分布置双筋，左半部分布置单筋。

5 毛坯尺寸的确定

汽车顶板零件底部曲线曲率较小，接近于平面，其面积计算相对较容易，采用基面展开法进行毛坯计算。

考虑到实际生产过程中下料方便，确正毛坯为方形毛坯，尺寸为1800×2325。落料方式为剪板机落料。

6 顶板拉深模具设计

6.1 拉深方向的确定

确定顶板拉深方向，其优点是顶板零件为对称件，拉深凸模顶部曲面曲率小，较为平整，凸模开始拉深时毛坯接触面积大，有利于拉深。

6.2 拉深模具类型的确定

顶板拉深选择双动压力机拉深模具。原因主要有：

1）压边力大且稳定。

2）实际的车间压力机布置。

在进行车间压力机布置时，要考虑设备的通用性，也就是说，在一条既定的流水线上，能生产产品越多越好，对于汽车厂薄板车间，为了提高流水线的通用性，往往拉深工位上的压力机已经设定为双动压力机，所以设计时也要以车间的实际情况为准，这也是本设计选择双动压力机的重要依据。

6.3 凸、凹模的设计

顶板尺寸较大，凸、凹模的尺寸也比较大，采用铸造成型，中空式壳体结构。拉深凸、凹模与顶板零件的内表面是相同的，同时，顶板底部的加强筋在拉深过程中一次成形。

6.4 导向零件设计

1）压边圈和凹模的导向。

顶板为大批量生产，拉深模具属于大型模具，确定压边圈与凹模的导向方式为背靠块导向。

2）凸模与压边圈的导向。

凹模与压边圈之间的导向采用防磨板（或称导板）进行导向，在凸模与压边圈之间布置八块导板，既提高了导向的精度，同时提高了导向面的耐磨性。

7 毛坯的定位

顶板拉深模具使用8个螺纹定位销，结构如图所示。

8 通气孔

通气孔的位置、数量及直径大小，需根据拉深件形状设计，以能顺利的排气而又不破坏拉深件表面为宜。

根据顶板拉深模具结构的尺寸，确定在凸模和表面钻出通气孔。

9 拉深件出模方式

拉深结束后，拉深件被留在凹模里，取出制件的方法由拉深件形状和生产批量来确定。考虑到顶板批量生产，为了减轻劳动强度，确定用气动装置。在凹模底部固定四个前法兰式气缸，将制件推出。这种结构操作方便，安全可靠。

10 设备的选择

计算拉深力P1=16000kN，压边力PB=230kN，结合模具的外形尺寸，确定压力机型号LD4-2500-1300，公称压力25000kN，完全满足要求。

11 模具材料的确定

材料为08Al。

12 修边模具设计

1）修边方向的确定。

对拉深件进行分析后，确定修边方式为垂直修边。

2）确定定位方式。

修边模的定位方式主要有按拉深件形状定位、用拉深凸台定位、工艺孔定位等。按拉深件形状定位方便可靠，并有自动导正作用，考虑到顶板的内部形状以及加强筋，选用这种定位方式较为可靠，确定按照拉深件内部形状进行定位。

3）修边镶块的设计。

由于顶板为三维曲面，修边轮廓形状复杂，并且尺寸大，因此，为便于制造、维修和调整，并满足冲裁工艺要求，镶件必须分块设计。分块结果如下图所示。

参考文献

[1].汽车覆盖件模具设计基础[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]现代模具技术编委会.汽车覆盖件模具设计与制造[M].北京：国防工业出版社出版，1998.

[3]李用哲.汽车覆盖件模具设计与制造全过程检验图解[M].北京：机械工业出版社，2010.

作者简介

张丽（1969-），辽宁辽阳人，辽宁省机电工程学校高级讲师，从事模具专业教学科研工作。

喻涛（1968-），男，辽宁辽阳人，辽宁省机电工程学校高级讲师，从事汽车专业教学科研工作。